基于新型连续涡轮方法的潮汐流可再生能源发电场设计优化与资源评估
计算工程、金融与科学
2016-07-12 v2 最优化与控制
摘要
本文提出了一种优化潮汐流涡轮发电场设计的新方法。在该方法中，涡轮发电场由一个涡轮密度函数（指定单位面积内的涡轮数量）和一个相关联的连续局部增强底摩擦场来表示。发电场设计问题被表述为一个受浅水方程约束的数学优化问题，并采用高效的基于梯度的优化方法求解。所得方法精确、计算效率高，允许复杂的安装约束，并支持不同的目标量，如最大化功率或利润。优化的输出包括最优涡轮数量、其在发电场内的位置、发电场总利润、发电场的功率提取量以及安装成本。我们在苏格兰彭特兰湾的一个经过验证的数值模型上展示了该方法的能力。我们同时对四个潮汐发电场的设计进行了优化，也分别进行了单独优化，并研究了邻近发电场之间可能如何相互影响。
引用
@article{arxiv.1507.05795,
title = {Design optimisation and resource assessment for tidal-stream renewable energy farms using a new continuous turbine approach},
author = {Simon W. Funke and Stephan C. Kramer and Matthew D. Piggott},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.05795},
year = {2016}
}